《７－５內能》教學設計

一、創設情境、引入新課

視頻：古老的蒸汽機車。它的主要工作原理是靠蒸汽膨脹推動活塞，進而帶動火車前進。這個過程中，蒸汽對活塞做了功。而當一個物體可以對別的物體做功的時候，我們說這個物體具有能量。水蒸汽具有什么能量呢？——這是一種蘊含在物體內部的能量，我們把它稱為內能。

二、復習回憶、做好知識儲備

要想研究物體內部的能量，我們需要進入物體內的微觀世界。通過前面的學習，我們對分子的運動情況有了一定

的了解，請大家回憶學過的內容，回答大屏幕上的問題。

1.分子動理論的內容？

2.分子熱運動的劇烈程度與什么有關？

3.結合圖像，說明分子間作用力的合力什么時候表現為引力？什么時候表現為斥力？

三、分析類比、講授新課

（一）分子動能

分子由于做永不停息的無規則熱運動，所以具有分子動能。

分子動能與什么有關呢？

●比較氧氣分子在0℃和100℃兩種情況下的速率分布情況。

總結規律：

1.分子動能各不相同，但“兩頭少，中間多”。我們用平均動能來反映大量分子的統計規律。

2.溫度升高時，速率小的分子數減少，速率大的分子數目增多，這說明分子的平均動能增大了。溫度是分子平均動能的標志。

想一想：

思考1.溫度相同的氫氣和氧氣，其內部分子的平均動能相同嗎？

思考2.氧氣分子和氫氣分子的平均速率相等嗎？

通過這一環節的設立，使學生更好地理解“溫度是分子平均動能的標志”。

（二）分子勢能

分子運動論還告訴我們，分子之間還有相互作用的引力和斥力。當兩個物質之間有相互作用力時，我們說這個系統中還有一種能量——那就是勢能。

1.分子勢能

類比：重力勢能——地球和物體間存在相互作用的吸引力。

彈性勢能——發生彈性形變的物體，各部分之間有相互作用的彈力。

結論：分子之間也存在相互作用，所以分子之間也具有勢能。

2.分子勢能與什么有關

類比：重力勢能——勢能變化與地球和物體之間的相對位置有關。

彈性勢能——與彈性形變的物體各部分之間的相對位置有關。

結論：勢能——與系統內的物體間的相對位置有關。

分子勢能——與分子間的距離有關。

思考：微觀上分子勢能與分子間距有關，從宏觀上表現為與體積有關。那么，是不是體積減小，分子勢能就減小呢？

3.分子力做功與分子勢能的關系

類比：重力做正功，重力勢能減小；重力做負功，重力勢能增加。

彈力做正功，彈性勢能減小；彈力做負功，彈性勢能增加。

結論：相互作用力做正功，勢能減少，相互作用力做負功，勢能增加。

分子力做正功，分子勢能減少，分子力作負功，分子勢能增加。

4.分子勢能隨分子間距離變化圖像

總結：我們可以把這個關系在坐標中表示出來，以橫軸來表示分子間的距離，縱軸表示分子勢能。（規定無窮遠處，分子勢能為零。）

（三）內能

1.物體內所有分子做熱運動的動能和分子勢能的總和，叫做物體的內能。

2.物體內能的多少與什么因素有關？

內能除了跟物體的溫度和體積有關外，還與物體內所含的分子數有關。

思考：相同質量、相同溫度的兩種理想氣體氧氣和氫氣，哪個內能多？（提示：理想氣體分子間距離很大，可以認為分子勢能都為零。）

四、夯實基礎、理解提高

練習1.關于分子動能，下列說法中正確的是：（）。

A、溫度相同時，不同物體的分子平均動能相同

B、溫度相同時，不同物體的分子平均速率相同

C、溫度相同時，不同物體分子動能的總合相等

D、溫度升高時，物體中所有分子的動能都增大

練習2.下列敘述中正確的是（）。

A、溫度相同，質量相同的物體具有相同內能

B、物體的溫度越高，物體中分子無規則運動越劇烈

C、溫度不變，當物體體積改變時，內能可能不變

D、物體被壓縮時，內能可能減少

五、課堂總結、點評

本節課我們學習了以下內容：

1.溫度是分子平均動能的標志；

2.分子勢能；

3.內能。

六、布置作業、鞏固拓展

1.完成P18 “問題與練習”中的題目。

2.思考：通過剛才的學習，我們知道微觀分子具有動能以及勢能；而在宏觀世界里，物體也具有動能和勢能，那么這兩種能之間有什么區別呢？

3.收集資料，結合觀察身邊的現象，談談內能在人類的生產生活中的重要作用。

結語

內能這部分知識點，看教材內容很少，可是真正挖掘其內涵，卻著實豐富。本節課，我著重對以下兩個內容的教學做了幾點嘗試。

1.對分子平均動能的教學中，教材只給出了定性的結論。在這里我利用了后邊章節的有關資料，比較了氧氣分子在0℃和100℃兩種情況下的速率分布情況，使學生對物質的微觀世界多了一層認知，增加了可信度。這不僅能調動學生的學習積極性，而且能增進學生對平均動能的含義的認識，以及對為什么溫度升高分子平均動能增大的理解。另外，圖像作為解決物理問題的常用方法，因其具有直觀的特點，常常使問題變得簡單且易于理解。但是學生對圖像的理解能力還有待進一步提高。因此，在這里，我利用圖像直觀地把不同溫度下的氧氣分子的速率分布表現出來，這不僅易于學生理解和記憶，而且培養了學生的讀圖能力。

2.在對分子勢能的教學中，我充分采用了類比法。由于重力、彈簧彈力、分子力、電場力均為保守力，故重力勢能及彈性勢能、分子勢能、電勢能雖分屬機械能、內能、電能，但它們具有某些共性。與勢能相關的力做正功，勢能減小；與勢能相關的力做負功，勢能增加。在每講到勢能時，將其與前面的勢能建立聯系并類比，能夠幫助學生理解概念。在這里通過類比教學把學生熟悉的重力勢能和彈性勢能知識與陌生的分子勢能相比較，為認識分子勢能這個新事物提供了線索和方向，從而加強了知識間的橫向聯系與溝通，達到了舉一反三的目的。同時，將勢能圖像與分子力圖像進行對比，使學生更好地理解了平衡位置的特殊含義。